柳州和来宾蔗区黑穗病的发生及甘蔗品种抗性表现

罗霆，段维兴，唐仕云，黄有总，李毅杰，王泽平，林善海*

（1.广西农业科学院甘蔗研究所/中国农业科学院甘蔗研究中心/农业部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室，南宁530007；2.广西大学农学院，南宁530005）

柳州和来宾蔗区黑穗病的发生及甘蔗品种抗性表现

罗霆1，段维兴1，唐仕云1，黄有总2，李毅杰1，王泽平1，林善海1*

（1.广西农业科学院甘蔗研究所/中国农业科学院甘蔗研究中心/农业部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室，南宁530007；2.广西大学农学院，南宁530005）

为明确广西柳州和来宾蔗区甘蔗黑穗病的发生情况及品种抗性，2016年采用定点和随机的方法，对广西柳州市和来宾市6个县级蔗区的9个主栽甘蔗品种黑穗病发生情况进行系统调查和抗性评价。结果表明，广西柳州和来宾蔗区新植蔗发病率≤4.41%，宿根蔗发病率≤24.58%，宿根蔗感病较新植蔗严重。柳城05-136在柳州市柳江县发生最严重，其次为柳州市融安县的台优品种。综合各个品种新植和宿根在不同蔗区的抗性表现，ROC16、桂糖40号、粤糖00-236和粤糖93-159表现为高抗，桂柳二号表现为抗，ROC22和桂糖21号表现为中抗，柳城05-136和台优表现为中感。聚类分析结果与田间综合评价的抗性表现一致。不同甘蔗种植区域、不同品种及不同植期存在感抗黑穗病差异性。

甘蔗品种；黑穗病；区域性；聚类分析；抗性评价

黑穗病是甘蔗生产中为害最严重、经济影响较大的真菌性病害之一，尤其是对宿根蔗以及感病品种的影响，宿根年限越长，发病越严重[1-3]。甘蔗黑穗病为系统性侵染性病害，只要有一株发病，其分蘖株均可发病，造成产量和糖分的严重损失。虽然科技工作者尝试多种途径和方法对该病进行防控，包括脱毒组培苗、化学防治、生物防治等[4-6]。但由于甘蔗黑穗病菌后垣孢子具有较强的抵御逆境功能以及在土壤中长期存活能力，因而不得不将目光转向抗性品种的选育上[7-11]。

甘蔗黑穗病的发生流行与品种本身的抗性密切相关，大面积种植感病品种是该病害流行的重要原因[3]。广西是我国最大的甘蔗产区，近年来随着新的优良品种的选育和国外种质资源的引进以及与云南、广东等省份的种茎相互调运，为病原的传播提供了有利条件，黑穗病发生有加重趋势。甘蔗黑穗病最经济有效的防治方法是采用抗病优良品种。目前，我国非常重视甘蔗抗病育种，并制定了品种审定必须包含对病害抗性鉴定的环节，黑穗病是其中一个重要的抗性指标。除了引进的种质资源和正在选育的品种之外，适时对目前主要栽培的品种进行抗病性评价，有利于筛选优良的抗病品种，在生产上对品种进行合理的布局，对甘蔗黑穗病的有效防控均具有重要的意义。

本研究针对广西的柳州和来宾两个主要蔗区的主栽品种新植和宿根甘蔗黑穗病进行系统调查，摸清当地黑穗病的发生情况，并对其田间抗性综合评价，以期为甘蔗的品种布局及黑穗病的科学防控提供依据。

1 材料与方法

1.1 调查时间和地点

于2016年5月对柳州和来宾市6个县（区）蔗区的黑穗病发生情况进行调查，每个市3个县（区），每个县（区）调查3个乡镇，具体调查地点及品种见表1。

1.2 调查内容与方法

调查柳州和来宾市6个县（区）的甘蔗主栽品种新植蔗和宿根蔗。采用定点和随机的方法，选取蔗苗长势整齐均匀、能代表当地种植平均水平的甘蔗地块进行随机取样调查，调查行数为3行，行长10 m，共3次重复。观察甘蔗植株是否有黑鞭抽出，尾梢生长纤细的植株，掰开心叶，判别是否孕含黑穗。记录调查的总株数和病株数。

1.3 抗性评价

根据田间黑穗病的发病株数计算出发病率，参照文献[12]的标准按1～9级分级标准对品种的抗性进行划分（见表2）。当同一个甘蔗品种在不同蔗区、新植和宿根的抗性等级不一致时，以抗性较差的等级代表该品种的抗性等级。

1.4 数据统计

综合每个品种在不同蔗区的新植和宿根的发病情况，取发病率最高值作为该品种的抗性水平，采用DPS 7.05分析软件的系统聚类分析法对调查甘蔗品种的抗性进行聚类分析（将数据进行标准化转换，采用卡方距离和离差平方和的方法进行聚类）。

2 结果与分析

2.1 不同甘蔗品种黑穗病发生情况

调查结果（表3）表明，甘蔗品种分布具有区域性，柳州蔗区栽培面积最大的为柳城05-136，而来宾蔗区的主栽品种为ROC22。2016年广西柳州和来宾蔗区甘蔗黑穗病发病率≤24.58%，其中新植蔗发病率≤4.41%，宿根蔗发病率≤24.58%。调查的9个品种中ROC16、桂糖40号、粤糖00-236和粤糖93159未发病，其余5个品种均有不同程度的发病表现。柳城05-136在柳州蔗区发病最严重，其次发病较为严重的为来宾蔗区的台优。除粤糖00-236和粤糖93-159新植蔗和宿根蔗均未发病外，其他品种在各蔗区均表现为宿根蔗较新植蔗严重。

2.2 甘蔗品种对黑穗病的抗性差异

综合各个品种新植和宿根在不同蔗区的抗性评价表现。结果显示，ROC16、桂糖40号、粤糖00-236和粤糖93-159表现为高抗，桂柳二号表现为抗，ROC22和桂糖21号表现为中抗，柳城05-136和台优表现为中感（表4）。采用各个品种新植和宿根在不同蔗区发病率最高值进行聚类分析（图1），结果与综合评价的抗性表现一致。当阈值为0.49时，调查的9个品种分为3类：第I类包括柳城05-136、台优、ROC22和桂糖21号，表现为发病率最高、抗性最差，抗性水平包括中感和中抗；第II类只有桂柳二号1个品种，表现为抗；第III类包括ROC16、桂糖40号、粤糖00-236和粤糖93-159，4个品种中此次调查中均未发现感染黑穗病，表现为高抗。当阈值为0.98时，调查的9个品种分为2类：第I类包括柳城05-136、台优、ROC22、桂糖21号和桂柳二号，抗性包含中感、中抗和抗3个水平；第II类包括ROC16、桂糖40号、粤糖00-236和粤糖93-159，均为高抗水平。

表3 柳州和来宾甘蔗主栽品种黑穗病田间发生情况

表4 柳州和来宾甘蔗主栽品种黑穗病田间抗性

图1 根据黑穗病发病率的甘蔗品种聚类分析

2.3 不同区域甘蔗黑穗病发生情况

根据不同蔗区甘蔗黑穗病发病率平均值来看，调查的6个不同县区的发病率差异较为显著，其中柳江蔗区的黑穗病最为严重，平均发病率4.16%高于其它县区平均值，武宣蔗区发生最轻，平均发病率为1.68%（图2A）。综合两大蔗区点黑穗病发病情况，总体发病率差异不明显，柳州和来宾蔗区发病率分别为2.76%和2.58%（图2B）。

图2 甘蔗黑穗病在不同蔗区的发生情况

3 小结与讨论

大面积种植感病品种、品种单一化以及宿根蔗种植年限的逐渐延长是黑穗病普遍发生的主要原因。目前在柳州蔗区，ROC22仍然占据有50%左右的种植面积，其次为台优，约占16%。而在来宾蔗区，ROC22占86%左右[13]。ROC22为大陆从台湾引进的品种，目前已有10多年，在广西种植面积仍占68%，部分市、县达到90%以上。但长期推广种植，种性退化问题已非常突出，尤其表现在对黑穗病的感病性[2]。因此，加快甘蔗种质资源的引进创新，利用现代生物技术手段，结合常规育种技术，选育和引进高产高糖、抗逆性强、农艺性状好的优良新品种是解决甘蔗黑穗病瓶颈问题的关键。

本研究发现，柳城05-136较ROC22易感黑穗病，ROC22表现为中抗水平，发病情况与多年情况相比有差异。在柳州蔗区，柳城05-136为仅次于ROC22推广面积较大的一个品种，其母本为ROC22，除了传承了ROC22的许多优点之外，很可能也遗传了黑穗病的感病性。从甘蔗种植区域来看，不同县区甘蔗黑穗病的发生差异较大，造成差异的原因可能是品种的布局、种植年限以及环境的影响等。黑穗病的发病率是甘蔗品种、病源和环境三者相互作用的结果，不同年份环境因素有差异，因此发病情况也会不同[8]。本研究中，柳城05-136对黑穗病的抗性在不同蔗区也存在较大的差异，在柳江蔗区的发病情况要比柳城、融安和武宣蔗区的高。目前，对黑穗病的抗性鉴定尚未有一个成熟稳定的操作规程，即使是在人工接种，条件一致的情况下，也可能得到不一致的抗性水平[14]。因此，有关甘蔗黑穗病的准确抗性评价仍需要综合多年多点的鉴定。

[1]李毅杰，高轶静，李翔，等.美国引进甘蔗品种对黑穗病的抗性鉴定与初步评价[J].热带作物学报，2016，37（12）：2398-3403.

[2]韦昌联.广西蔗区新台糖22号种性退化现状分析及对策措施[J].南方农业学报，2012，43（12）：2113-2117.

[3]Akalach M,Touil B.Occurrence and spread of sugarcane smut caused by Ustilago scitaminea in Morocco[J].Plant Disease,1996, 80(12):1363-1366.

[4]Lal R J,Sinha O K,Bhatnagar S,et al.Biological control of sugarcane smut(Sporisorium scitamineum)through botanicals and Trichoderma viride[J].Sugar Tech,2009,11(4):381-386.

[5]Santiago R,Armas R,Blanch M,et al.In vitro effects of caffeic acid upon growth of the fungi Sporisorium scitamineum[J].Journal of Plant Interactions,2010,5(3):233-240.

[6]Wada A C.Control of sugarcane smut disease in Nigeria with fungicides[J].Crop Protection,2003,22(1):45-49.

[7]夏红明，黄应昆，陆鑫，等.甘蔗新品种（系）及引进品种抗黑穗病鉴定研究[J].中国糖料，2015，37（6）：24-25，27.

[8]高轶静，张革民，张荣华，等.甘蔗优良新品种（系）的黑穗病抗性鉴定[J].中国糖料，2013，35（2）：25-26，29.

[9]许莉萍，林彦铨，傅华英.甘蔗抗黑穗病性评价及品种的抗性鉴定[J].福建农业大学学报，2000，29（3）：292-295.

[10]Fereol L.Inoculation of in vitro cultivated sugarcane with smut(Ustilago scitaminea)[J].Canada Journal of Botany,1984,62(10): 2043-2046.

[11]Singh N,Somai B M,Pillay D.In vitro screening of sugarcane to evaluate smut susceptibility[J].Plant Cell,Tissue and Organ Culture, 2005,80(3):259-266.

[12]阙友雄，许莉萍，林剑伟.甘蔗品种黑穗病抗性评价体系的建立[J].植物遗传资源学报，2006，7（1）：18-23.

[13]邓宇驰，张荣华，李翔，等.2014年柳州、来宾蔗区糖料蔗生产情况调研报告[J].中国糖料，2015，37（2）：58-61.

[14]霍秀娟，李朝生，陆荣生.广西部分甘蔗品种对黑穗病的抗性鉴定[J].中国糖料，2013，35（4）：29-31.

Occurrence and Varieties Resistance Performance of Sugarcane Smut Disease in Liuzhou and Laibin Cities

LUO Ting1,DUAN Wei-xing1,TNAG Shi-yun1,HUANG You-zong2,LI Yi-jie1,WANG Ze-ping1,LIN Shan-hai1*
(1.Sugarcane Research Institute,Guangxi Academy of Agricultural Sciences/Sugarcane Research Center,Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Sugarcane Biotechnology and Genetic Improvement(Guangxi),Ministry of Agriculture, Nanning 530007;2.Agriculture College,Guangxi University,Nanning 530005)

In order to determine the occurrence and sugarcane variety resistance of smut disease in Liuzhou and Laibin cities of Guangxi,nine major sugarcane cultivars in 6 counties were investigated and resistance was evaluated in 2016.The results showed that smut rate during new planting sugarcane ranged from 0.00 to 4.41%, during ratoon ranged from 0.00 to 24.58%,and ratoon were susceptible compared to new planting.Cultivar Liucheng 05-136 was most severe suffered smut in Liujiang county of Liuzhou city and followed by variety Taiyou in Rong'an county of Liuzhou city.Integrating the resistance performance of all sugarcane varieties both new planting and ratoon in different region,varieties ROC16,Guitang 40,Yuetang 00-236 and Yuetang 93-159 were identified as high resistance level,Guiliu 2 was as resistance level,ROC22 and Guitang 21 were as moderate resistance level,Liucheng 05-136 and Taiyou exhibited moderate susceptible.The results of clustering analysis matched the resistance synthetic performance of investigated varieties in field.The resistance to smut was distinct differences among different sugarcane varieties,various planting areas and planting seasons.

sugarcane;mosaic;regionalization;cluster analysis;resistance evaluation

S435.661

A

1007－2624（2017）02－0039－03

10.13570/j.cnki.scc.2017.02.013

2017-02-02

现代农业产业体系建设专项项目（CARS-20-2-3）；广西自然科学基金（2015GXNSFAA139051、2013GXNSFBA019068）；广西农业科学院科技发展基金重点项目（2016JM01、2013JZ12）；广西农业科学院基本科研业务专项（2015YT06）。

罗霆（1980-），女（壮族），广西鹿寨人，副研究员，主要从事甘蔗生理学研究。E-mail：seafair@163.com

林善海（1979-），男，广西北海人，副研究员，主要从事甘蔗病害综合防控技术研究。E-mail：shanhailin79@163.com